有一种裂纹最让人费解:裂在一个明明不受什么力的位置,比如折弯的内圆角、一段没接管道的封头、CNC 铣过的平面。板厚够、压力也不高,就是裂了。这类多半是环境应力开裂,判断它靠的不是某一条证据,而是三个特征凑齐。
它既不是腐蚀,也不是过载
腐蚀是材料被介质一点点吃掉,表面会失光、变粗糙、减薄,破坏区域是一片而不是一条线。过载断裂在 PP 上会有明显的塑性痕迹:断口发白、有拉丝、断口附近的材料被拉伸变形。
环境应力开裂两样都不沾。它是应力和特定介质共同作用下,分子链在表面缺陷处被逐步解开的过程,材料没被消耗掉,也没来得及塑性变形。所以拿腐蚀的思路去查介质浓度,或者拿强度的思路去加厚,两个方向都不解决问题。
三个特征凑齐基本就能定性
- 断口平整,几乎无塑性变形。裂纹起源于表面,垂直于拉应力方向往里长,断面平滑发亮,掰断后两半能对得很齐。周边材料不发白、不拉丝,这是与过载最硬的区别。
- 裂纹又细又直,常常成群。不是一条大裂缝,而是若干条平行的细纹,长度接近、间距均匀,多数贴着焊缝热影响区、折弯圆角或者加工面走。用手电斜着照,反光时最容易看出来。
- 有孕育期,而且扎堆发作。投用后很长一段时间什么事没有,然后在某个阶段集中出现。同一批、同工况的几台设备发病时间往往很接近。这种时间上的规律性,腐蚀和过载都给不出来。
应力从哪来,介质从哪来
这两个条件缺一不可,所以排查也从两头下手。应力这一头,最主要的不是工作应力而是残余应力:焊接冷却锁在热影响区的、折弯时内圆角半径太小留下的、CNC 加工后板材翘曲被螺栓强行压平的、装配对不上口硬拽出来的。这些应力在图纸上一个都看不见。
介质这一头,纯粹的强酸强碱反倒不是典型诱因,更值得警惕的是含表面活性剂的清洗液、含有机溶剂的脱脂剂、油类和某些含醇的配方。很多案例的转折点是工艺换了配方,或者维修工顺手拿溶剂擦了一遍设备表面。
能做的预防基本都在制造阶段
降残余应力:厚板预热,焊后慢冷,必要时做低温退火;折弯留足内圆角半径,不要贴着最小值做;CNC 加工的件下机后先静置,让它翘完再装——金浩丰雕刻车间出的件要求放一放再发,就是这个道理;装配不许用螺栓找正。避介质:擦拭设备不用有机溶剂,改用清水或中性剂;工艺配方变更时,把与之接触的塑料件重新评估一遍。
还有一条容易被忽略:不要在高应力区做标记、划线、打钢印。一道划痕就是一个起裂点,恰好又在残余应力最高的地方,那基本是给它开了个头。
已经裂了的件怎么办?补焊多数没用——焊接本身又是一轮残余应力,新缝旁边很快会长出下一条。可行的顺序是先把应力和介质这两个条件去掉一个:能换清洗配方的换配方,能松开强迫装配的先松开,然后把开裂那一片整体换掉,新件下料后静置到位再装,装配时不许强拉。只处理裂纹不处理条件,等于把日程往后推几个月。
环境应力开裂这件事,很大一部分根子在料和加工上。金浩丰的板材用原生料生产,不掺回料——回料件的分子量分布乱,抗环境应力开裂的能力明显差一截,这一点在便宜板上体现得最直接。介质配方拿不准会不会诱发开裂时,把成分说给我们,超出 PP 稳妥范围的我们会直说不建议用,也不会硬推更厚的板来搪塞。服务热线 186 1558 6932(微信同号),邮箱 sales@jhf2017.com,山东省济南市。